Наземная проверка на флаттер

Здравствуйте товарищи-вертолетчики-самодельщики! Посмотрел Ваши сообщения, фото, в т.ч. системы управления, и, (в т.ч. эскизы) лопастей. А как Вы будете проводить проверку на флаттер (для начала - наземную)? До какого % смещения центровки лопасти назад, как планируете устанавливать провоцирующие грузы на лопасть такой конструкции? Кстати, а какую максимальную скорость установившегося горизонтального полета Вы получаете по расчету? И еще (в связи с флаттером): жесткость проводки управления на тросах в боуденовской оболочке больше или меньше чем у проводки из трубчатых тяг?  :-?
 
К сожалению, да! Вероятно - "не будут"... Просто я тут, недавно, узнал, что один отморозок в Феодосии снял с постамента (у бывшей Милевско-Камовской базы, по-моему) Ка-18 и собирается на нем летать! Б-р-р-р-р!!!
 
Ну он наверно не просто снял...? До полетов наверное будут промежуточные работы по восстановлению
 
Здравствуйте товарищи-вертолетчики-самодельщики! Посмотрел Ваши сообщения, фото, в т.ч. системы управления, и, (в т.ч. эскизы) лопастей. А как Вы будете проводить проверку на флаттер (для начала - наземную)? До какого % смещения центровки лопасти назад, как планируете устанавливать провоцирующие грузы на лопасть такой конструкции? Кстати, а какую максимальную скорость установившегося горизонтального полета Вы получаете по расчету? И еще (в связи с флаттером): жесткость проводки управления на тросах в боуденовской оболочке больше или меньше чем у проводки из трубчатых тяг?  :-?
Уважаемый любитель, а почему бы вам и не осветить эти вопросы?
Или хотя бы один:
Для какой скорости вертолета какая нужна центровка лопастей? Другими словами какая зависимость между центровкой лопасти и скоростью полета?
После этого любители и задумаются какую им проводить проверку для своей скорости. А вы все под одну гребенку!
 
Здравствуйте товарищи-вертолетчики-самодельщики! Посмотрел Ваши сообщения, фото, в т.ч. системы управления, и, (в т.ч. эскизы) лопастей. А как Вы будете проводить проверку на флаттер (для начала - наземную)? До какого % смещения центровки лопасти назад, как планируете устанавливать провоцирующие грузы на лопасть такой конструкции? Кстати, а какую максимальную скорость установившегося горизонтального полета Вы получаете по расчету? И еще (в связи с флаттером): жесткость проводки управления на тросах в боуденовской оболочке больше или меньше чем у проводки из трубчатых тяг?  :-?


Уважаемый kir_8anch!
Тут Rus прав, центровка и балансировка лопасти это одно, а динамический расчёт на разных скоростях полёта, это другое. Управление это третье, и т.д.
Что Вы имеете ввиду?
 
Принято! На-днях размещу (коротко) как провожу ЛИ вертолета на флатер сам (всмысле - у себя на работе). Ну, а что касается подготоки к полетам Ка-18 с постамента:
1) Ка-18 - это Ка-15 с "носом" и непринципиальными доработками которые не устранили склонность Ка-15 к земному резонансу (руление на Ка-15/18 запрещено РЛЭ категорически - попадает в резонанс на первой же кочке) и к флаттеру.
2) "Новые" стеклопластиковые" лопасти Б-7 для Ка-18, изготовленные в 60-х годах стояли на постаменте более 30 лет. Даже если какой-то комплект дожил на складе, что вряд ли, вопросы старения пластика не изучены
3) На всех соосных вертолетах Камова флаттер развивается по синфазной форме (в канале общего шага), это обусловлено конструкцией колонки несущих винтов и приведенной жесткостью проводки управления (вот почему я про это спрашивал вначале). На действия летчика при этом отводятся ДОЛИ секунды!!!! На Милевских машинах - форма циклическая (в каналах продольного и поперечного управления), летчику дается "больше" времени.
Реплика "Ишака" - героизм, реплика вертолета - особый случай!!!! Извините - служба! Продолжение следует....
 
Продолжаем разговор.
ЛИ вертолета на флаттер предусматривают:
- предварительную наземную проверку
- в полете на режимах ГП до Vmax

Флаттер лопасти несущего винта – изгибно-крутильные автоколебания лопасти с «флаттерной» частотой, некратной частоте вращения НВ. Эта частота во вращающейся системе (втулка - лопасти – тяги - вращающееся кольцо автомата перекоса) находится вблизи 2-й гармоники частоты вращения НВ.

Флаттер может иметь синфазную форму – колебания всех лопастей происходят синхронно,  изменение углов сечений лопастей происходит также одновременно, как при перемещении автомата перекоса рычагом ОШ. Такая форма проявляется в записях нагрузок в цепи общего шага.
Флаттер может иметь циклическую форму – колебания лопастей происходят во времени со смещением фазы,  изменение углов сечений лопастей происходят так, как при отклонении автомата перекоса ручкой управления. Такая форма проявляется в записях нагрузок в цепях продольного и/или поперечного управления.

Поэтому, в записях нагрузок в невращающейся части системы управления и вибраций на фюзеляже синфазная форма проявляется с той же частотой, а при циклической  – частота  будет больше или меньше на частоту вращения НВ.

Т. к. частота флаттера некратна частоте вращения НВ, летчику визуально заметен «размыв» конуса НВ (кроме случая хордового флаттера, когда колебания происходят в основном в плоскости вращения). По ощущениям летчика – вибрации в кабине с непривычной частотой, отличной от нормальнообусловленной «проходной» гармоники – лопастной (ниже ее). По «оборотной» частоте винт вертолета должен быть отбалансирован.

При грамотном постепенном проведении испытаний признаки флаттера проявятся в записях системы бортовых измерений прежде, чем в ощущениях летчика. Это важно, т.к. развитие колебаний происходит быстро, особенно при флаттере по синфазной форме, когда они развиваются за доли секунды.

Флаттер – автоколебательный процесс, а источник энергии на вертолете один – двигатель. Отсюда действия летчика – прежде всего выключение двигателя/лей на земле или перевод одного двигателя на малый газ в полете. Затем (между «прежде всего» и «затем» - мгновение) ручку в нейтраль, шаг – вниз до 2-3 градусов.
В случае успеха – посадка или полет на аэродром на скорости, соответствующей минимальной мощности.
В противном случае - будьте готовы к прыжку, помните – времени практически нет. Помните - никакие затраченные труды и деньги не стоят Вашей жизни. (Правда однажды были сделаны кое-кем круглые глаза и меня спросили: «А ты что, из СВОЕГО аппарата прыгать БУДЕШЬ!!!» Рассказал на работе, мужики поржали и, до сего времени, забылось.)
Знайте твердо, что борьба с флаттером в полете – для квалификации летчика-испытателя! Да, у нас как-то Карапетян (кто штурман-оператор – не помню, ведущим инженером на борту был Красновский) посадил летающую лабораторию Ми-24 с (тогда еще опытным) винтом для Ми-28 после того, как поймали хордовый флаттер. Циклическая форма флаттера дала летчику время заметить, что при постановке рычага ОШ на защелку колебания не развивались.  Мыслительный процесс шел на фоне вибраций к кабине летчика (боюсь соврать, но примерно) порядка 10 мм. Такие вибрации для рядового авиапассажира – за гранью потери сознания. Сам ощутил разок 1мм, правда с частотой 16Гц (лопастная на Ми-8).  Так что «система управления – это одно, а флаттер другое» – это зря! СОВСЕМ не другое!

Итак! Летные испытания на флаттер требуют квалификации и опыта, при том что летать надо с парашютом,  да и еще уметь им пользоваться на вертолете. При том, что высота полета, сами понимаете … Да и двигатель у Вас будет один…(см. выше).

Но и летные испытания, и предварительные наземные проверки на флаттер требуют регистрирующей аппаратуры. Как минимум – электронного вибрографа.
Безопасность вертолета по флаттеру характеризуется (предварительно) запасом по центровке лопасти, т. е. при каком смещении ее назад относительно исходной при наземных испытаниях не проявляются признаки флаттера.
Еще немного теории. Теперь к вопросу о величине смещения центровки назад при проверках.
Лопасть крепится ко втулке и соединена с тягами автомата перекоса, связанного с системой управления. Все эти детали обладают определенной жесткостью и имеют люфты в сочленениях. В общем случае флаттер на вертолете – это автоколебания в контуре «лопасть – проводка управления – летчик – фюзеляж – вал НВ – втулка – лопасть». Двигатель подводит в систему энергию, вращая вал НВ. На «милевских» одновинтовых машинах рулевые приводы крепятся к редуктору, вал винта короткий.
На «камовских» соосных - рулевые приводы установлены на фюзеляже, к угловым качалкам на редукторе идут относительно длинные тяги, вал верхнего винта длинный, на высокой колонке между винтами длинные тяги. Вся эта хренотень, включая, участок фюзеляжа между рулевыми приводами и редуктором, относительно податливая, поэтому «камовские» лопасти на земле проверяют до смещения, примерно 3,5 … 4 %. Кстати, флаттер на «камовских» машинах начинается с верхнего винта.
В ОКБ Миля методика испытаний предусматривает смещение назад до 1,75…2 %.
В какой-то умной книжке (потом найду) говорится, что для «большого» вертолета одновинтовой схемы проверка до смещения назад на 1% соответствует возможности безопасно летать с истинной воздушной скоростью до 150…170 км/ч, что примерно, так и есть.
Но! Величина запаса по смещению носит косвенный характер и уточнялась на обоих фирмах годами. Так что Ваш ориентир – 4%, даже если Вы строите одновинтовой вертолет.
Наземная проверка выполняется следующим образом.
На задние кромки лопастей устанавливаются наборные провоцирующие грузы, обеспечивающие смещение центровки назад по хорде (последовательно) на 0,5; 1,0; 1,25; 1,5; 1,75 и 2 %. Для точного определения центровки видимо придется изготовить «по-боевому» 1-2 «жертвенных» лопасти и разрезать их на участки по радиусу.
Проверка проводится в диапазоне оборотов от минимальных рабочих до 1,1Nмакс с шагом через 20…15% диапазона.
Вначале без смещения центровки, а затем, последовательно смещая центровку, поводят наземные гонки во всем диапазоне оборотов на следующих режимах.
Установив обороты, поднимают шаг на 2-3 градуса от нижнего упора. Последовательно и плавно отклоняют ручку на четверть, половину и три четверти хода от нейтрали (не путать с балансировочным положением), выдерживая по 30-60 сек. в каждом отклоненном положении. Возвращают ручку в нейтраль, перенастраивают обороты и повторяют режимы. На установившихся (и переходных, для контроля) режимах записывают вибрации в кабине.
Меры безопасности:
1)      расшифровку записей вибраций проводят после каждой гонки, если в записях нет некратных частот вблизи 2-й гармоники – устанавливают следующий набор грузов;
2)      в случае появления видимого размыва конуса - выключить двигатель,  ручку в нейтраль.

На гонку одевать кожаные куртку и полукомбез, ботинки, ЗШ и перчатки, пристегнуться ремнями. На площадке должен быть огнетушитель.

Задавайте вопросы и продолжение следует....

И документация есть
 
Вот  Вам - дружище - и немая сцена ...

Со множеством фраз нельзя не согласиться , кроме одной - про отморозка .. Вот в Лондоне  - точно отморозки машины поджигают , в надежде подогреться , а чел , мечтающий о небе , разве имеет право на столь брутальный обклад ???

По делу - предложите (озвучьте ) мыслимые методы закрепления провоцирующего груза (на каком радиусе предложите ) ?

Пожалуйста , помЫслите вслух насчет расположения ПО РАДИУСУ противофлаттерного груза в камовской лопасти
Н-1 (Ка-26) , и его логичном препарировании (извлечении - иссечении ) всвязи с упиливанием оных лопастей с комля для получения удобоваримого радиуса НВ в любительских конструкциях .

«А ты что, из СВОЕГО аппарата прыгать БУДЕШЬ!!!»
-- можно фото "Вашего" аппарата ?

Так , беседу поддержать .. , ума разума понабраться...

Заранее , благодарствуйте ..
 
Флаттер – автоколебательный процесс, а источник энергии на вертолете один – двигатель. Отсюда действия летчика – прежде всего выключение двигателя/лей на земле или перевод одного двигателя на малый газ в полете. Затем (между «прежде всего» и «затем» - мгновение) ручку в нейтраль, шаг – вниз до 2-3 градусов.
Правильно я вас понимаю, что если двигатель, как источник энергии флаттера, отключен и угол установки ротора составляет 2 - 3 градуса Проблем с флатером нет.
Т.Е. Автожир самый безопасный скоростной вертолет!
У него все эти условия соблюдены и поэтому он и летает с центровкой лопастей даже более 30%.
Какая центровка для лопастей установлена (25% ) от которой и делают смещение 1 - 4 %?
 
Всем привет!

Извините пожалуйста, если кто обиделся! Но как сказал хирург Женя в "Ирония судьбы, или с легким паром!" "приходится иногда делать людям больно, чтобы потом им было хорошо".

Насчет РЛЭ по старым машинам - задачка решается только в индивидуальном порядке.

Насчет "обрезания" лопастей - давайте исходные данные, вернусь из командировки, попробую спросить в КБ у лопастников, м.б. кое-кто согласиться посчитать...

Насчет фото - в обед буду в гостинице, возьму свою флешку и будет фото.

Вот подготовил продолжение. Пока почитайте, поругайте, а я пока подготовлю ответы на заданные вопросы.

Итак:

Устраняю «очепатки» и недоработки:

Центровку смещают на 1,5; 1,75; 2 %  и т.д., через 0,25%.
Ваш ориентир – 4%, даже если Вы строите одновинтовой вертолет. Но, т.к. для легкого вертолета конструктивно-технологические сечения деталей могут быть больше расчетных, 4% - это возможно, даже с большим запасом.
И еще! (Прошу прощения!!! Пропустил!!! Пишу без отрыва от производства, в перерывах.)
1) При выполнении наземных гонок вертолет ШВАРТУЕТСЯ за основные стойки шасси от перемещения вперед. Ни в коем случае не ставить под основные колеса колодки!
2) Вертолет ориентируется против ветра. Допускается ровный ветер  до 5м/с.

И продолжаем:

Ну, а затем безопасность вертолета по флаттеру обязательно  проверяют в летных испытаниях. Спросите: «а зачем тогда наземная проверка?» А затем, чтобы быть более-менее уверенным в безопасности летных испытаний.
ЛИ вертолета на флаттер проводят в полете на режимах ГП до 1,1Vmax (при недостатке мощности возможно в пологом пикировании).
Начинают летать с минимальной взлетной массой.
После первых висений и разворотов на висении переходят к перемещениям у земли (10 и 20 км/ч) и режимам малых скоростей (20, 30, 40, 50 и 60 км/ч), т.е. добавляя в каждом последующем полете по 10…20 км/ч. Выдерживают скорости: сначала с помощью автомобиля или GPS (с учетом ветра), а после 50 км/ч переходят на приборные скорости. До скоростей, чуть больших, чем скорость, соответствующая минимальной мощности (судя по положению рычага ОШ) прибавляют в каждом полете по 10 км/ч. На больших скоростях, по мере того, как рычаг ОШ, будет подбираться к подмышке, я бы (на самоделке) не добавлял бы более 5 км/ч за полет.
Длительность скоростных «площадок» 10…15 сек. Режимы («площадки») повторяют не менее трех раз (для статистики).
От полета к полету тщательно строить балансировочные кривые, главное внимание - на продольное положение ручки по скорости, т.е. нет ли тенденции к перегибу кривой в обратную сторону. Физический смысл такого явления в том, что для разгона ручку надо дать от себя, а затем установить в новом балансировочном положении, которое ближе к нейтрали, чем то, которое соответствовало меньшей скорости. Такая тенденция очень опасна! Можно «упустить» вертолет в разгон. Пример из жизни: балансировочная зависимость для Ми-26 и его катастрофа 1989-го (если не ошибаюсь) года на Чкаловской. В данном случае максимальной скоростью для Вашего вертолета будет на 10% меньшая той, при которой начинается перегиб (что, кстати, и было сделано для Ми-26).
Аналогично, при обнаружении некратных частот на какой-то скорости, максимальной скоростью для Вашего вертолета будет на 10% меньшая той, при которой они обнаружены.
Если ничего не обнаружено, то Vmax ограничена только по срыву потока на отступающей лопасти, или располагаемой мощностью двигателя.
Кстати, граница срыва  потока на отступающей лопасти также определяется по резкому росту уровня вибраций с лопастной частотой.
Из вышеизложенного следует, что Вам необходим, как минимум, простейший электронный виброграф, имеющий 2 канала вибрации и 1 линейный вход по напряжению. На этот вход подается сигнал от датчика перемещения тяги продольного управления (типа МУ-615).
Затем все повторить с нормальной и максимальной взлетными массами.
Полетов получается не 1 – 2, да? Но Вы кажется летать хотели, так? Или думали, что сядет разок Ваш знакомый дяденька «опытный летчик» и все Вам расскажет сразу после полета? А дальше полетушки-покатушки, слеты СЛА, показы, фото на форумах, восторженные девочки? Хренца … Будете снимать ЗШ и подшлемником пот вытирать.
Лирическое отступление окончено.
Затем, если есть GPS (или километровая мерная база и компания корешей с секундомерами и радиостанциями), сделать полет до полученной Vmax приборной на определение поправок ПВД.
Переводим с учетом поправок приборные скорости в индикаторные.
Зная индикаторные скорости и метеоусловия, в которых выполнялись полеты, определяем истинные воздушные скорости.
Теперь Вы точно знаете, до каких скоростей (по прибору) Вы можете лететь с нормальной, например,  взлетной массой у себя на даче (Н=300 м, tнв=      +15[ch9702]С) или в гостях у бабушки в австрийских Альпах (Н=2000 м, tнв=+3[ch9702]С).
 
Флаттер – автоколебательный процесс, а источник энергии на вертолете один – двигатель. Отсюда действия летчика – прежде всего выключение двигателя/лей на земле или перевод одного двигателя на малый газ в полете. Затем (между «прежде всего» и «затем» - мгновение) ручку в нейтраль, шаг – вниз до 2-3 градусов.
Правильно я вас понимаю, что если двигатель, как источник энергии флаттера, отключен и угол установки ротора составляет 2 - 3 градуса Проблем с флатером нет.
Т.Е. Автожир самый безопасный скоростной вертолет!
У него все эти условия соблюдены и поэтому он и летает с центровкой лопастей даже более 30%.
Какая центровка для лопастей установлена (25% ) от которой и делают смещение 1 - 4 %?
Думаю, это вот так вот в лоб - неправильно. У вертолета (грубо) вертикальная составляющая тяги винта – верх, вес – вниз, пропульсивная составляющая тяги винта – вперед, сопротивление фюзеляжа – назад. У автожира (не менее грубо) вертикальная составляющая тяги винта – верх, вес – вниз, горизонтальная составляющая тяги винта и сопротивление фюзеляжа – назад, тяга пропеллера – вперед.
У вертолета двигатель передает энергию в систему, вращая лопасти в воздухе. У автожира – двигатель «двигает» аппарат  с помощью пропеллера и поток набегает на авторотирующий винт. Путь для передачи энергии более «кружной», но суть та же. Если Вы рассмотрите треугольник скоростей в сечении лопасти, то увидите, что у авторотирующей лопасти при ее угле установки (общем шаге) 2-3 градуса, с учетом угла притекания потока снизу, угол атаки в сечении лопасти почти такой же как и у вертолета той же массы, иначе где взять подъемную силу. Но при таких углах установки подъемная сила в сечении лопасти дает проекцию, направленную по вращению, т. е. создает на валу винта, крутящий момент, достаточный для преодаления трения в подшипниках вала. При этом реактивный момент на фюзеляже автожира столь мал, что уравновешивается моментом боковой силы киля.
Так что если углы атаки лопастей и силы, действующие на них практически равны, думаю, лопасти автожира тоже требуют проверки на флаттер. Какие количественные критерии и методики для оценки запасов – надо разбираться, искать работы по автожирам. Давно это было…
Что касается центровки, то тут ведь еще дело во взаиморасположении по хорде сечения лопасти оси шарнира, центра давления, оси жесткости лонжерона и центра масс в сечении.
А смещение задают от той центровки, какая получилась конструктивно, ведь проверяют конкретные лопасти.
 
А смещение задают от той центровки, какая получилась конструктивно, ведь проверяют конкретные лопасти.
Друг, здесь вы не правы! Уже многие заказали экструдер для лопастей и не только с профилем 8Н12 и естественно хочется услышать грамотного специалисты, который и сказал:
Какую центровку сделать и для какой скорости полета?
А потом уже и проверять на флаттер.
А вы
"смещение задают от той центровки, какая получилась конструктивно"
Люди конструируют ротор, не забывайте!
Не при всякой центровке можно летать!
Вы конструктивно можете что то предложить или нет?
Например вот так на фото и центровка прекрасная, а может и 31% конструктивно сойдет?
Зачем тратиться на фольфрам, может и прудка стального хватит?
 

Вложения

  • 45_6_005.jpg
    45_6_005.jpg
    15,4 КБ · Просмотры: 175
А смещение задают от той центровки, какая получилась конструктивно, ведь проверяют конкретные лопасти.
Друг, здесь вы не правы! Уже многие заказали экструдер для лопастей и не только с профилем 8Н12 и естественно хочется услышать грамотного специалисты, который и сказал:
Какую центровку сделать и для какой скорости полета?
А потом уже и проверять на флаттер.
А вы
"смещение задают от той центровки, какая получилась конструктивно"
Люди конструируют ротор, не забывайте!
Не при всякой центровке можно летать!
Вы конструктивно можете что то предложить или нет?
Например вот так на фото и центровка прекрасная, а может и 31% конструктивно сойдет?
Зачем тратиться на фольфрам, может и прудка стального хватит?
Я имею ввиду под конструктивной, ту, которую правильно определили аэродинамики, когда проектировали аппарат, и выдержали конструкторы, когда распределяли материал лонжерона и хвостоаого отсека по хорде. Могу спросить в отделе лопастей конкретно. Пишите. Так как занимаюсь испытаниями, то прежде всего знаю их методики, а также где и как разобраться в вопросах, вроде Вашего. тут ведь все зависит от распределения профилей по радиусу пера лопасти.
 
У этой лопасти по радиусу профили одинаковые , при условии что не обрезана задняя кромка.
 
Я имею ввиду под конструктивной, ту, которую правильно определили аэродинамики, когда проектировали аппарат, и выдержали конструкторы, когда распределяли материал лонжерона и хвостоаого отсека по хорде. Могу спросить в отделе лопастей конкретно. Пишите. Так как занимаюсь испытаниями, то прежде всего знаю их методики, а также где и как разобраться в вопросах, вроде Вашего. тут ведь все зависит от распределения профилей по радиусу пера лопасти. 
У экструдера центр тяжести примерно в районе 30 - 40 %.
Действительно, они очень жесткие на кручение, что позволяет их использовать для полета при центровке и в 30%. Но очень хочется их сделать более быстрыми и надежными. Многие автожирщики хотят использовать эти лопасти для вертикального взлета и тут может быть засада?
И Лозовой и Половинкин, а не только RUS изготовляют данные лопасти и безопасность их (уже несколько сотен) всех интересует. Ваше мнение по центровке и скорости для любителей выскажите.
 
Назад
Вверх